西工大、西交大自动控制原理 第六章 线性系统的校正方法_04_反馈校正1231.ppt

反馈校正的特点： 收到与串联校正具有相同的效果 有效地消除(或大大减小)系统不可变部分中被反馈校正所包围部分的参数波动对系统性能带来的不利影响。 采用反馈校正的条件： 当所设计的系统随着工作条件的改变，其中一些参数可能变化幅度较大，而且又能从系统中取出适当的反馈信号，从而有条件采用反馈校正时。 三、反馈校正的综合法设计 四、反馈校正的近似法设计 在主要频段内将反馈校正等效为串联校正 由图得： 在主要频段内，若 则有： 则可将 　　当成串联校正装置来设计。 四、反馈校正的近似法设计 四、串联校正与反馈校正的比较 串联校正容易实现，成本较低，但由于控制信号中存 　　在微分成分，对干扰敏感，所以抗干扰能力较 　　差，且系统中元件性能不稳定或影响校正效果。 反馈校正多采用测速发电机，成本较高，设计和调试 　　比较困难。但完全能实现串联校正的目的，但没 　　有串联校正的缺点。 若对系统的要求较高，或系统中某些元件参数随工作 　　条件变化较大，而系统中又能够取出适当的反馈 　　信号时，一般采用反馈校正。 要减小或消除由输入信号引起的系统稳态误差，可 以采用如下图所示的复合控制： 其中 为补偿环节。 一、对输入信号的复合控制 不加补偿环节 时 对比两种情况可见，加入补偿环节 后，系统的稳态 误差减小了。 若选择 ，即： 则： 。完全消除了由输入信号 引起的误差。 此时称为完全补偿。 复合控制不改变系统的稳定性（加入顺馈不改变系统的 闭环特征方程式），很好地解决了提高精度和稳定性之 间的矛盾。 要减小或消除由干扰信号引起的系统的稳态误差， 可采用如图所示的复合控制： 二、对干扰信号的复合控制 不加补偿环节 时， 显然，加入补偿环节 后，系统误差 减小了。 若选择 即： 则 。完全消除了由扰动信号 引起的误差。 此时称为完全补偿。 * * * * * * 1　利用负反馈校正改变局部结构、参数 （1）比例负反馈包围积分环节 其传递函数为 将原来的积分环节变成了惯性环节。 一般KH1，因此降低了系统的开环增益,从而降低系统的稳态性能，但可能提高系统的稳定性。 一、反馈校正的功能 传递函数为 仍为惯性环节。 时间常数由原来的T 减小为T/(1+KKH),从 而展宽了频带。 （2）比例负反馈包围惯性环节 其传递函数为： （3）比例负反馈包围振荡环节 1　利用负反馈校正改变局部结构、参数 （3）比例负反馈包围振荡环节 仍为振荡环节。 增益减小（K’K），降低了系统的开环增益，从而降低了系统的稳态性能；时间常数减小（T’T），展宽了频带；阻尼比减小（ξ’ξ），使振荡加剧。 以上的比例反馈通常被称为硬反馈 其传递函数为： 时间常数由原来的T增大为（T+KdK)，使带宽变窄。 1　利用负反馈校正改变局部结构、参数 （4）微分负反馈包围惯性环节 其传递函数为 仍为振荡环节，但阻尼比增大。 以上微分反馈通常称为软反馈。 （5）微分负反馈包围振荡环节 G1(s)为不可变部分不希望有的局部结构的传递函数； H1(s)为反馈校正装置传递函数。 G1(s) H1(s) 2　利用负反馈校正消除不可变部分中不希望有的特性 其传递函数为： 若在一定的频段范围内，选择结构、参数，使得： 对应的频率特性为： 2　利用负反馈校正消除不可变部分中不希望有的特性 对应的传递函数为： 则在这一频段范围内，有： 2　利用负反馈校正消除不可变部分中不希望有的特性 适当选择反馈校正装置的传递函数H1(s)，用1/ H1(s)来代替不希望有的环节G1(s)，可使之具有需要的特性，以改善系统的性能。 未加负反馈校正时，若参数变化引起G(s)变化? G(s)， 则相应的输出为： G(s) 输出变化为： 3　利用负反馈校正减弱参数变化对系统性能的影响 可见，负反馈校正后参数变化引起的输出变化量变为未加校正时的 　　 　倍。 加入负反馈校正后： 通常　　　　　　　　　，故： 3　利用负反馈校正减弱参数变化对系统性能的影响 4　反馈校正的其它作用 负反馈校正： 削弱非线性（的影响）； 抑制噪声 正反馈校正： 提高局部放大系数（增益） 在局部反馈回路的开环幅值远远大于1的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，而与被包围部分无关； 用反馈校正装置包围不可变部分（未校正系统）中对动态性能改善有重大妨碍作用的某些环节，形成一个局部反馈回路（内回路，